TWI342663B - Phase adjustment circuit, motor driving control circuit, and motor apparatus - Google Patents

Description

1342663 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於：一種相位調整電路，其調整具有一第一 相位、-第二相位及一第三相位之正弦波訊號的相位，宜 中個別相位之間的相位差為120。； _種馬達驅動控制電 路’其包括此相位調整電路且其控制促使光碟旋轉之諸如 主軸馬達或其類似物之三相無刷式馬達的驅動；及一種包 括此馬達驅動控制電路之馬達裝置。 【先前技術】 習知地，例如揭示於日本專利特許公開申請案第2〇〇2_ 84772號及日本專利特許公開申請案第號中之 馬達裝置係熟知為此類型之馬達裝置。此馬達裝置展示於 圖4中。此馬達裝置101包括：旋轉位置偵測組件 及HW，其為偵測馬達轉子之位置且輸出旋轉位置訊號之 霍爾（Hall)組件；一馬達驅動控制電路1〇2 ,其基於旋轉位 置机號及一來自一馬達控制指令部件（未圖示）之指令輸出 一PWM訊號；及一動力驅動器ι〇3，其促使對應於pwM訊 號之驅動電流流向馬達之電樞線圈（armature c〇i])Lu、 及LW。旋轉位置訊號為三相正弦波訊號，其由旋轉位置 偵測組件HU所輸出之差分17相位訊號hu+與HU•、旋轉位 置偵測組件Η V所輸出之差分v相位訊號H v+與Hv•，及旋 轉位置偵測組件H W所輸出之差分界相位訊號hw+與Hw-組 成，且個別相位之間的相位差為1 2 〇。。 馬達驅動控制電路I 〇2包括：旋轉位置訊號放大器n 〇至 99737.doc 1342663 112，其為以固定放大率放大旋轉位置訊號HU+與HU_、 HV+與HV· ’及HW+與HW· ’且輸出正弦波訊號、υ·、 V+、V·、W+及W_之三個霍爾放大器；一自動增益控制 (AGC)電路113 ’其將各個正弦波訊號υ+、、v+、V·、 W+及W·之相位均前移了 30。，且其將訊號放大一對應於扭 矩控制電路11 8所輸出之控制電壓的增益且輸出訊號uHL、 VHL及WHL ;及三個PWM輸出比較器H4、115及116，其分 別將訊號UHL、VHL及WHL輸入非反轉端子，將來自三角波 產生器117之二角波輸入反轉端子（共有），且輸出比較結果 之PWM訊號。於此，將正弦波訊號u+、U.、v+、v_、W+ 及W·之相位前移30。之目的在於以促使馬達轉子以最大效 率方疋轉之時機施加磁場。此外，扭矩控制電路1 1 8根據電 樞線圈LU、LV及LW之驅動電流輸出控制自動增益控制電 路11 3之控制電壓，且輸出用於控制馬達旋轉速度（馬達轉 速（rpm))之扭矩控制電壓torque，其為一來自馬達控制 指令部件之指令。 然而’存在由配線引起之延遲及由組成馬達裝置的組件 及電路自旋轉位置偵測組件HU、HV及HW輸出旋轉位置 訊號HIT、HIT、HV+、HV-、HW+及HW-之時直至相對應 之驅動電流流至個別電樞線圈LU、LV及LW的操作所造成 的延遲（組件延遲或電路延遲）^該延遲導致相位移位，使 得即使自動增益控制電路113設定為最佳相位前移角度 30° ’事實上磁場仍無法以最佳時機得以施加至轉子上。 一般而言’促使光碟旋轉之主軸馬達之馬達轉速 99737.doc 1342663 根據光碟之讀取速度及寫入速度而變化。例如，於cd

R/RW馬達裝置之狀況下，以近似4，_ ―請灣聊 之馬達轉速（rpm)執行讀取，且以近似1〇〇〇啊至2〇〇〇 rpm之馬達轉速（rpm)執行寫入。同時，馬達裴置之上述延 遲無論馬達轉速（rpm)如何實質上為恆定的，且當馬達轉 速（rpm)提高時，對應於此延遲之角度增加。例如，若於 i，_rPm下時角度為K5。，則於6綱—下時，角度近似 為9。。因此，若馬達轉速（rpm)提高，則存在一自最佳相位 前移角(30。)之大的移位，使得馬達之效率下降。此外，若 自最佳相位角之移位大，則旋轉位置訊號Hu+、、 HV+、HV·、HW +及贈之波形失真，且相對應之電框線圈 LU、LV及LW之驅動電流的波形亦失真，使得馬達所產生 之雜訊增加。 【發明内容】 為克服上述問題’本發明之較佳實施例提供：-種相位 鲁”周1電路，其使得二相正弦波訊號有良好的相位調整；一 種包括該新賴相位調整電路之馬達驅動控制電路，其可於 寬廣的馬達轉速（rpm)範圍内效率得以提高且雜訊減少； 及一種包括該新穎馬達驅動控制電路之馬達裝置^ 為了解決上述問題’根據本發明之—較佳實施例之相位 調整電路為如下之一種相位調整電路：其輸入具有—第一 相位、第一相位及第三相位之正弦波訊號，其中個別相位 之間的相位差為120。；且其以一相位調整電愿來調整此等 訊號之相位；且輸出具有該第一相位、第二相位及第三相 99737.doc 1342663 位之正弦波訊號，其中藉由將具有該第一相位之該輸入正 弦波訊號與乘以-對應於該相位調整電壓之比率的具有該 第二相位或第三相位之輸入正弦波訊號進行計算所獲得之 1號係輸出為具有任一相位之正弦波訊號，藉由將具有 該第二相位之該輸入正弦波訊號與乘以該比率的具有該第 三相位或第-相位之該輸入正弦波訊號進行計算所獲得之 —讯號係輸出為具有任—相位之正弦波訊號，且藉由將具 • 有該第三相位之該輸入正弦波訊號與乘以該比率的具有該 第一相位或第二相位之該輸入正弦波訊號進行計算所獲得 之一讯5虎係輸出為具有任一相位之正弦波訊號。 較佳地，此相位調整電路將一藉由自具有第一相位之輸 入正弦波訊號的一反轉訊號減去乘以該比率的具有第二相 位之輸入正弦波訊號的反轉訊號所獲得的訊號輸出為具有 第二相位之正弦波訊號；將一藉由自具有第二相位之輸入 正弦波訊號的一反轉訊號減去一乘以該比率的具有第三相 φ 位之輸入正弦波訊號的反轉訊號所獲得的訊號輸出為具有 第二相位之正弦波訊號輸出；且將一藉由自具有第三相位 之輸入正弦波訊號的一反轉訊號減去一乘以該比率的具有 第一相位之輸入正弦波訊號的反轉訊號所獲得的訊號輸出 為具有第一相位之正弦波訊號。 較佳地，此相位調整電路輸出下列訊號：：一藉由合成 一對應於具有該第一相位之輸入正弦波訊號的一反轉訊號 的電流、一在與此電流相反的方向上流動且對應於—乘以 乂比率的具有δ亥苐一相位之輸入正弦波訊號的一反轉訊號 99737.doc 1342663 的電"IL及校正此等電流之DC位準中之差的DC電流所 獲知的。請豸出為具有該第二相位之正弦波訊號；一藉 由合成-對應於具有該第二相位之輸人正弦波訊號之一反 轉訊號的電流、-在與此電流相反的方向上流動且對應於 乘以該比率的具有該第三相位之輸入正弦波訊號的-反轉 訊號的電流，及—校正此等電流之〇。位準中之差的dc電 流所獲得的訊號，豸出為具有該第三相位之正弦波訊號； 及藉由&纟冑應於具有該第三相位之輸入正弦波訊號 的一反轉訊號的電流、一在與此電流相反的方向上流動且 對應於乘以該比率的且右贫笛—J-p, ,. . 千的具有J第相位之輸入正弦波訊號的 一反轉訊號的電流，及一校正此等電流之DC位準中之差 的DC電流所獲得的訊號，冑出為具有該第一相位之正弦 波訊號。 根據本發明之-較佳實施例之馬達驅動控制電路包括： 一旋轉位置訊號放大器，其輸入且放大具有U相位、乂相 位及W相位之紅轉位置訊號；上述相位調整電路其輸入 由該旋轉位置訊號放大器所輸出為具有第一相位、第二相 位及第三相位之正弦波訊號的1;相位、v相位及w相位訊 號；及一自動增益控制電路，其輸入由該相位調整電路輸 出之u相位、V相位及w相位訊號且其增益係根據馬達之電 樞線圈的驅動電流而受到反饋控制。 較佳地，該馬達驅動控制電路亦包括：一脈衝串產生電 路，其根據具有U相位、V相位及…相位之旋轉位置訊號中 之至少任一訊號來產生一週期性脈衝串；及一頻率-電壓 99737.doc J342663 轉換電路，其將該脈衝串之頻率轉換成相對應之電壓，且 將此電塵輸出為該相位調整電塵。 根據本發明之-較佳實施例的馬達裝置包括：上述馬達 驅動控制電路；一動力驅動器，其受控於該馬達驅動控制 電路且驅動一馬達之電柩線圈；及-旋轉位置偵測組件， 其偵測該馬達之轉子的位置且輸出-旋轉位置訊號。 由於根據本發明之較佳實施例的相位調整電路使用一對 應於相位„周心電壓之比率來計算兩個輸入正弦波訊號且將 所得訊號輸出為若干正弦波訊號中之一訊號，因此此電路 可有助於精確的相位調整。此外，由於根據本發明之一較 佳貫施例的馬達驅動控制電路及馬達裝置經由相位調整電 路執行u相位、v相位及…相位之相位調整，因此可補償由 配線引起之延遲及由組件或電路之操作所造成之延遲，因 此藉由以最佳之時機驅動馬達，使得可能於一寬廣的馬達 轉速㈣叫範圍内馬達裝置之效率得以提高且雜訊減少。 參看附圖’自下文中對本發明之較佳的實施例之詳細描 述中將更易瞭解本發明之其它特徵、組件、特性及優點。 【實施方式】 ’ 下文將描述根據本發明之較佳實施例之-種相位調整電 路、一種馬達驅動控制電路及一種馬達裝置。如圖i令所 示i馬達4置1較佳地包括：旋轉位置積測組件即、 及HW ’其較佳為谓測馬達轉子之位置且輸出旋轉位置訊 號之霍爾組件’· 一馬達驅動控制電路2，其基於該等旋轉 位置訊號及馬達控制指令部件（未圖示）之指令而輸出一 99737.doc 1342663 PWM讯號；及一動力驅動器3，其促使對應於該PWM訊號 之驅動電流流至馬達之電柩線圈LU、LV及LW。該等旋轉 位置訊號為三相正弦波訊號，其包括旋轉位置偵測組件 HU所輸出之差分U相位訊號HU+與HIT、旋轉位置偵測組 件HV所輪出之差分v相位訊號HV+與HV·，及旋轉位置偵 測組件HW所輸出之差分W相位訊號HW+與HW·。該等個別 相位之間的相位差為120。。 馬達驅動控制電路2較佳包括：旋轉位置訊號放大器1〇 至12,其較佳地為三個霍爾放大器，用於以固定放大率來 放大旋轉位置訊號Hu+與HU·、HV+與HV·，及HW+與HW· 且輸出正弦波訊號υ+、U-、V+、ν·、w+及w-; 一相位調 整電路20，其藉由促使相位調整電壓VDEG+與VDEG·對正 弦波訊號ΙΤ、ΙΓ、ν' ν' w+及w·進行操作來執行相位 調整’且其輸出正弦波訊號AU+、AU-、AV+、Av-、AW+ 及AW·; 一自動增益控制（AGC)電路13，其輸入該等正弦 波訊號AU+、ΜΓ、AV+、AV-、AW+及Aw-，將此等訊號放 大一根據由一扭矩控制電路18所輸出之控制電壓的增益， 且輸出訊號UHL、VHL及Whl ;及三個pWM輸出比較器μ、 15及16,其輸入該等訊號Uhl、¥孔及”孔及一來自三角波 產生器17之三角波，且輸出PWM訊號。此馬達驅動控制電 路2亦包括：一脈衝串產生（FG)電路21，其使用三相旋轉 位置訊號HU+、HU·、HV+ ' HV—、HW+及HW-中之至少任 一訊號來產生一週期性脈衝串；及一頻率·電壓力轉換 電路22，其將脈衝串之頻率轉換成電壓，且輪出相位調整 99737.doc 1342663 電壓 VDEG+與 VDEG·。 馬達驅動控制電路2之個別部件將於下文中以更特定之 術語來描述。旋轉位置訊號放大器丨〇較佳地為一 U相位差 分放大器’其將該旋轉位置偵測組件HU之旋轉位置訊號 HU+與HIT分別輸入至一非反轉輸入端子及一反轉輸入端 子’以一固定放大率來放大此等訊號，且輸出經放大之訊 號。旋轉位置訊號放大器丨丨較佳地為一 V相位差分放大 器’其將該旋轉位置偵測組件HV之旋轉位置訊號HV+與 HV分別輸入至一非反轉輸入端子及一反轉輸入端子，以 一固定放大率放大此等訊號，且輸出經放大之訊號。旋轉 位置汛唬放大器〗2較佳地為一 w相位差分放大器，其將該 方疋轉位置偵測組件HWi旋轉位置訊號HW+與hw·分別輸 入至一非反轉輸入端子及一反轉輸入端子，以一固定放大 率放大此等訊號，且輸出經放大之訊號。 相位調整電路2G輸人由旋轉位置訊號放大器1G至12所輸 弦波Λ號，思即，差分U相位（第一相位）訊號U+與 U、差分V相位（第二相位）訊號v+與丫及差分w相位（第三 相位)訊號W+與W-’對此等個別訊號執行一調整使得相位 任意前移了 一比率下文描述），且輸出U相位（第—相位） 錢Air與AU-、V相位（第二相位）訊號Αν+與AV及w相位 (第三相位)訊號AW+與AW·。如同下文所描述，若㈣， 則相位前移角為60。，丨， .^ 〜两·且右2，則折 :’’、、？。。振幅亦隨著相位前移角而增加，若㈣則增加 I 一則增加近则倍，且若α=2則增加近似2.65 99737.doc 1342663 倍。於此，根據相位調整電壓VDEG+與VDEG-來表達比率 、 若此等電壓之間的差為零，則α=1。此3〇。前移角為一 ' 參考角。若差值為負則°^1 ’且α最大值為2;若差值為正 貝丨jcKl，且《最小值為〇 〇 於此，於0!<1之範圍内執行調整以便將相位前移角設定 於30。（其為最佳之相位前移角），使得為自旋轉位置偵測組 件HU、HV及HW輸出旋轉位置tfL號HU+、HU-、HV+、Hv- 、HW及HW之時直至促使相對應之驅動電流流至個別電 籲 樞線圈LU、LV及LW所造成之總延遲做出補償。然而，在 為旋轉位置偵測組件HU、HV及HW之部署相對於電樞線 圈LU、LV及LW及其類似物存在相對位移做出補償之狀況 下，可存在於α<2之範圍内執行調整的需要。 自動增益控制電路1 3輸入由相位調整電路20輸出之正弦 波訊號AU+、ALT、AV+、AV‘、AW+及AW-，將此等訊號放 大一對應於由該扭矩控制電路1 8所輸出之控制電壓的增 _ 益’且輸出訊號U H L、V H L及W η L。此增益係經由扭矩控制 電路18根據電樞線圈LU、LV及LW之驅動電流而予以反饋 控制。 作為此自動增益控制電路13之運作的結果，為與相位調 整電路20中之相位之前移角一同出現之振幅增加做出了補 償°換言之，自動增益控制電路1 3所輸出之正弦波訊號 ’ UHL ' VHL及wHL之振幅係經受上述反饋控制。因此，即使 - 所輸入之正弦波訊號AU+、Air、AV+、AV—、AW+及AW·之 振幅以比率Of增加，上述訊號任未受此影響。 99737.doc 13 1342663 PWM輸出比較器14至16分別將自動增益控制電路13所輸 出之訊號UHL、VHL及WHL輸入個別非反轉輸入端子，將來 自二角波產生器17之三角波輸入反轉輸入端子（共有），且 輸出由此等訊號之比較所產生之PWM訊號，從而控制動力 驅動器3。對於各個訊號uHL、VHL& WHl而言，輸出U相位 PWM訊號、V相位PWM訊號或W相位PWM訊號（其中電壓 兩於二角波之週期為高位準”接通（〇n)’’週期）。 扭矩控制電路1 8輸入電樞線圈LU、LV及LW之驅動電流 及用來控制馬達轉速（rpm)之扭矩控制電壓torque，且輸 出一控制自動增益控制電路13之控制電壓。扭矩控制電廢 TORQUE係由包括一 CPU或其它適當的控制器之馬達控制 指令部件（未圖示）控制。電樞線圈LU、LV及LW之驅動電 流於U相位PWM訊號、V相位PWM訊號及W相位PWM訊號 之個別接通”期間流動’且根據個別實際相位而變化。扭 矩控制電路1 8由偵測到的電阻器將此等驅動電流轉換成電 壓’將峰值電壓或平均電壓與該扭矩控制電壓torque相 比較’且將結果輸出至自動增益控制電路13。 如上所述，脈衝串產生電路21使用三相旋轉位置訊號 HU、HU、HV+、HV-、HW+及HW·中之至少任一訊號產 生一週期性脈衝串。例如，若僅使用1[相位非反轉訊號 HU+，則產生等同於此訊號之頻率的脈衝串。此外，若使 用三相位之非反轉訊號HU+、HV+及HW+ ,則產生三倍於 此等訊號之頻率的脈衝串。 頻率-電麼轉換電路22將脈衝串產生電路21所輸出之脈 99737.doc !342663 衝串之頻率轉換成相對應之電壓，且將此電壓作為相位調 整電壓VDEG+與VDEG·輸出。如上所述，無論馬達速率 (rpm)如何’自旋轉位置偵測組件HU、HV及HW輸出旋轉 位置訊號HU+、HIT、HV+、HV_、HW+及HW·之時直至相 對應之驅動電流流至個別電樞線圈LU、LV及LW的總延遲 實質上恆定’且對應於此延遲之角度隨著馬達轉速（rpm) 提南而增加。相應地，於頻率-電壓轉換電路22中，隨著 • 輸入脈衝串之頻率的增加，差分電壓VDEG+與VDEG·之間 的差於正方向上增加，使得比率α降低，且相位調整電路 20之前移角增加。因此，可自動回應於馬達轉速（rpm)而 以一最佳時機驅動馬達’因此使得可能於寬廣的馬達轉速 (rpm)範圍内馬達裝置之效率得以提高且雜訊減少。 此外’舉例而言，於其中如同於CD_r馬達裝置或其類 似物中之馬達轉速（rpm)之變化相對小之狀況下，可省略 脈衝產生電路21及頻率-電壓轉換電路22，且可將相位調 φ 整電壓VDEG+與VDEG-設定成固定電壓。於此狀況下，根 據考慮到自旋轉位置偵測組件HU、HV及HW輸出旋轉位 置訊號HU+、HIT、HV+、HV·、HW+及HW·之時直至相對 應之驅動電流流至個別電樞線圈LU、LV及LW之總延遲來 判定固定電壓。

下文將描述馬達裝置1之馬達轉速（rpm)控制操作。於扭 矩控制電路1 8中之峰值電壓或平均電壓低於扭矩控制電壓 TORQUE之狀況下’扭矩控制電路18輸出控制電壓，使得 自動增益控制電路13所輸出之正弦波訊號Uhl、VHL及WHL J5 99737.doc 1342663 之振幅增加。相應地，於PWM輸出比較器14至16中產生 具有長的"接通"週期之PWM訊號，且將其輸出至動力驅動 器3。結果’動力驅動器3增加流至電樞線圈、LV及LW 之驅動電流，使得馬達轉速（rpm)增加。於扭矩控制電路 1 8中將此等驅動電流轉換成電壓，且再次將峰值電壓或平 均電壓與扭矩控制電壓相比較。重複此操作之迴圈，且當 峰值電壓或平均電壓與扭矩控制電壓TORQUE相符時，該 操作安定化。相反地，於扭矩控制電路;[8中之峰值電壓或 平均電壓高於扭矩控制電壓TORQUE之狀況下，輸出控制 電壓使得自動增益控制電路13所輸出之正弦波訊號Uhl、 Vhl及WHL之振幅減小。相應地，於PwM輸出比較器14至 1 6中產生具有短的”接通"週期之p wm訊號，且將其輸出至 動力驅動器3。結果’減少了經動力驅動器3促使流至電柩 線圈LU、LV及LW之驅動電流，使得馬達轉速（rpm)下降。 於扭矩控制電路1 8中將此等驅動電流轉換成電壓，且再次 將峰值電壓或平均電壓與扭矩控制電壓TORQUE相比較。 重複此操作之迴圈，且當峰值電壓或平均電壓與扭矩控制 電壓TORQUE相符時，此操作安定化。 下文將參看圖2描述相位調整電路2〇之操作原理。於此 圖中’相位前移之方向視為順時針方向。V相位非反轉訊 號V+相對於U相位非反轉訊號u+前移120。，W相位非反轉 訊號W+相對於V相位非反轉訊號V+前移12〇。且u相位非反 轉訊號U +相對於W相位非反轉訊號w+前移120。。此外，U 相位反轉訊號U·位於距U相位非反轉訊號U+ 1 80。之位置 99737.doc •16· 1342663 上，V相位反轉訊號V·位於距V相位非反轉訊號V+ 180°之 位置上，且W相位反轉訊號W·位於距W相位非反轉訊號W+ 180°之位置上。 例如，為了執行調整使得U相位非反轉訊號U+前移30。， 自W相位反轉訊號w·減去U相位反轉訊號υ·而不放大或衰 減訊號U (意即，訊號U-乘以〇i = 1之比率）。減去U相位反

轉訊號U·與加上υ相位非反轉訊號υ+相同。為了將U相位 非反轉訊號U+前移大於30。，則於訊號U-衰減（意即，訊號 U·乘以α<1之比率）之後，自W相位反轉訊號w·減去υ相位 反轉訊號U·。相應地，於U相位非反轉角U+前移至60。（直 至W相位反轉訊號W·)之狀況下’於U相位反轉訊號U—衰減 至零之後將其減去。相反地，為了將U相位非反轉訊號υ+ 前移小於30。，則於訊號U-放大（意即，訊號υ-乘以α>1之 比率）之後，自W相位反轉訊號w•減去υ相位反轉訊號U·。 於相位調整電路20中，由於此U相位反轉訊號U-之放大設

定成2倍的最大值，因此前移角之最小值近似為191。。相 應地，相位調整電路20中之位非反轉訊號矿之調整範 圍自近似19.1。延伸至近似60。。同樣適用於υ相位反轉訊 號u及v相位非反轉訊號及反轉訊號及w相位非反轉訊號 及反轉訊號之前移角的調整（然而，圖2中未展示^、Υ—及 W之§周整）。此外， 振幅亦隨著相位之前移角而增加 下文將參看圖3描述用以實現此操作 路20之特定電路 壓輸入電路24、 原理之相位調整電 。相位調整電路20較佳包括一相位調整電 —U相位處理電路25、一 V相位處理電路 99737.doc 1342663 26、一 W相位處理電路27、一DC位準校正電路28及一電壓 轉換電路29。於此等處理電路25、26及27中，產生對應於 個別差分訊號U+與IT、V+與V·或W+與W—之間的差的電 流’因此產生了藉由將上述電流之值乘以一及比率α而獲 得之電流（一倍電流及α倍電流）。一倍電流為供應方向上 之電流’意即，電源電流，〇；倍電流則為提取方向上之電 流’意即，汲入電流。藉由由特定的配線連接之組合而合 成之此等電流來得以減少。例如，將對應於由w相位處理 電路27產生之反轉訊號W-之一倍電流供應至連接至AU+端 子之配線，且將對應於由U相位處理電路25產生之反轉訊 號U·之〇：倍電流自此配線提取。所得合成電流之Dc位準係 由DC位準校正電路28來校正，且由電壓轉換電路29將參 考電位VREF用作參考來將其轉換成電壓。下文將描述電路 構型及操作之細節。 相位調整電壓輸入電路24較佳包括：一 NpN型電晶體 3〇,其將相位調整電壓之反轉電麼VDEG·輸入至基極；_ NPN型電晶體31，纟將㈣調整電壓之非反轉電壓彻& 輸入至基極；—電阻器34，其連接於電晶體30之發射極盘 電晶體31之發射極之間；值定電流源32及33,其安置於電 晶體30及31之個別發射極與地線電位之間；pNp型電曰體 35及36，其個難減基極連接至電晶體观3丨之個二集 極；及-刪型電晶體37，其發射極連接至電晶體^36 之相互連接之發射極，且其基極與集極連接至電源Vcc。 反轉電㈣eg·與非反轉電屋分別自電晶體％之集極 99737.doc -18. 1342663 與電晶體35之集極之間的連接點，及自電晶體3丨之集極與 電aa體3 6之集極之間的連接點輸出。相位調整電麼VDEG + 及VDEG·由此相位調整電壓輸入電路24轉換成電壓Vdeg+ 及Vdeg，其具有經受隨後階段之電路乃至“之操作的輸 入位準。 U相位處理電路25較佳包括：—NPN型電晶體4〇u，其將 U相位非反轉訊號u+輸入至基極；一1^1^型電晶體々Η，其 將u相位反轉訊號輸入至基極；一電阻器44u，其連接於 電晶體40u之發射極與4111之發射極之間；具有電流值^之 恆定電流源42u及43u，其安置於電晶體4〇u及41u之個別發 射極與地線電位之間；PNP型電晶體45u及55u，其個別集 極及基極連接至電晶體4〇11及41u之個別集極，且其發射極 連接至電源vcc ; —PNP型電晶體46u，其與電晶體45u界 定一電流鏡電路；PNP型電晶體47u及48u ’其與電晶體 45u界定一電流鏡電路，且其集極彼此相連接；一pNp型 電晶體50u，其將反轉電壓Vdeg-輸入至基極，且其發射極 連接至電晶體47u之集極及48u之集極；一 PNP型電晶體 5IU，其將非反轉訊號Vdeg+輸入至基極，其發射極連接至 電晶體47u之集極及48u之集極，且其集極接地；一 NpN型 電晶體52u，其基極與集極連接至電晶體5〇u之集極，且其 發射極接地；一NPN型電晶體53u，其與電晶體52u界定一 電流鏡電路；一PNP型電晶體56u，其與電晶體55u界定一 電流鏡電路；PNP型電晶體57u及58u，其與電晶體55u界 定一電流鏡電路，且其集極彼此相連接；一pNp型電晶體 99737.doc 1342663 6⑸，其將反_〜-輸入至基極，且其發射極達接至 電晶體57u之集極及電晶體58u之集極；_pNp型電晶體

❿，其將非反轉訊號Vdeg+輸入至基極，其發射極連：至 電晶體57u之集極及電晶體58u之集極，且其集極接地；一 卿型電晶體.其基極與集極連接至電晶諸u之集 極，且其發射極接地，·及一NPN型電晶體63u，其與電晶 體？u界定一電流鏡電路。電晶體—之集極連接請輸 出端子，且電晶體56u之集極連接至AV+輸出端子。此外， 電晶體53u之集極連接至Au•輸出端子，且電晶體—之集 極連接至ait輸出端子^ v相位處理電路26及界相位處理 電路27較佳包括大體上與u相位處理電路25相同之電路組 件。因此，省略對此等電路之内部構造之描述。 下文將描述輸出端子AU+之輸出電壓。於w相位處理電 路中，流至電晶體55w之電流根據w相位訊號與\\r而 變化。以特定術語言之，若…相位訊號w+與w-之間的差為 零，則la電流流至電晶體55w。若W相位訊號w+與之間 的差為正，則流至電晶體55w之電流減小。相反地，若訊 號w與w之間的差為負，則流至電晶體55w之電流增大^ 換s之，具有la之DC位準之正弦波電流根據為正弦波之w 相位δίΐ號W+與W·流至電晶體55w。Ia之最大振幅可能作為 此等正弦波電流之振幅。具有與此電晶體55w之電流相同 值之電流亦流至電晶體56w，且此電流於將電流供應至連 接至輸出端子AU+之配線的方向上流動β 同時’亦於υ相位處理電路25中，具有〗a之DC位準之正 99737.doc •20- !342663 弦波電流根據為正弦波之u相位訊號u+及ir流至電晶體 55u。具有與此電晶體55u之電流相同值之電流亦流至電晶 體57u及5 8u。若非反轉電壓vdeg+與反轉電壓Vdeg-之間的 差為零，則流至電晶體58u之電流分量"原態"流至電晶體 62u。若非反轉電壓Vdeg+與反轉電壓Vdeg·之間的差為 負，則流至電晶體5 8u之一部分電流分量經由電晶體61 u流 至地線電位。因此’流至電晶體62u之電流減少。相反 地，若非反轉電壓Vdeg+與反轉電壓Vdeg·之間的差為正， 則流至電晶體57u之一部分電流分量增加至流至電晶體58u 之電流分量’使得流至電晶體62u之電流增加。換言之， 藉由將流至電晶體55u之電流乘以對應於非反轉電壓vdeg+ 與反轉電壓Vdeg·之間的差之比率α而產生之電流流至電晶 體62u。具有與電晶體62u之此電流相同值之電流流至電晶 體63u，且此電流於自連接至輸出端子Au+之配線提取之方 向上流動。 因此，若供應至連接至輸出端子AU+之配線的電流大於 所提取之電流的電流值，則由電壓轉換電路29將正電壓輸 出至輸出端子ait(以參考電壓^印作為參考）。相反地， 若供應至連接至輸出端子AU+之配線的電流小於所提取之 =流的電流值’則由電壓轉換電路29將負電壓輸出至輸出 端子AU (以參考電壓乂㈣作為參考）。因此，具有V 之電壓自輸出端子ait輸出(以參考電壓作為參考” 於其中α一0之狀況下’輸出具有與W相位反轉訊號 相同相位及一倍振幅之訊號。於其中π i之狀況下，輸 99737.d〇, 21 I342663 出具有位於W相位反轉訊號1與1;相位非反轉訊號矿之間 的中心的角度（意即，前移30。之角度）且具有近似173倍之 振幅的訊號（於U相位反轉訊號u-之反方向上之訊號）。於 其中〇:= 2之狀況下，輸出具有自U相位非反轉訊號矿前移 近似19.1。之角度且具有近似2.65倍振幅的訊號。 此外，當具有la之DC位準之正弦波電流根據為正弦波之 w相位訊號w+及w-流至電晶體56w時，具有α χ 13之〇(：位 準之正弦波電流根據為正弦波之U相位訊號U+及U•流至電 晶體63U。因此，於連接至輸出端子AU+之配線中的電流具 有（1-O〇x la之DC位準。校正此〇(：位準之DC位準校正電路 28將於下文描述。 DC位準校正電路28較佳包括：-具有Ia電流值之怪定電 流源70，其一端接地；一 PNp型電晶體η，其集極與基極 連接至恆定電流源70之另一端，且其發射極連接至電源 Vcc; PNP型電晶體72及73，其與電晶體了丨界定一電流鏡電 路且其集極彼此相連接；與電晶體71界定一電流鏡電路 = PNP型電晶體74至79 ; 一 pNp型電晶體η，其將反轉電 壓Vcieg-輪入至基極，其發射極連接至電晶體”及^之集 極’且其集極接地；一 pNp型電晶體以，其將非反轉電麼 Vdeg+輸入至基極’且其發射極連接至電晶體以乃之集 極’ NPN型電晶體83，其集極與基極連接至電晶體Μ之 集極且其發射極接地；及灿㈣電晶體84至Μ，其與電 晶體83界定-電流鏡電路，且其集極分別連接至電晶體74 至79之集極。電晶體74至79與電晶體84至μ之間的個別連 99737.doc *22· 1342663 接點連接至諸如輸出端子AU+及其類似物之六個輸出端 子。 於此DC位準校正電路28中，電流Ia流至電晶體7丨至79。 流至電晶體83之電流根據非反轉電壓vdeg+與反轉電壓 Vdeg之間的差變化且為（2-〇；)x ia。具有與電晶體83之電流 相同值之電流流至電晶體84至89。由於此電流係與電晶體 71至79之電流la合成，因此DC位準校正電路28輸出（〜l)x la之DC電流。具有零DC位準之電流係藉由將此Dc電流與 具有（l-o〇x la之DC位準之上述電流合成而產生。因此， DC位準由DC位準校正電路28校正。 下文將描述電壓轉換電路29。電壓轉換電路29較佳包括 電阻器90至95，各個電阻器之一端分別連接至諸如輸出端 子AU +及其類似物之六個輸出端子中之一個端子，且該等 端子中之每一端子之另一端共同連接至參考電位vREF。輸 出藉由將輸入電壓轉換電路29之電流乘以電阻器90至95之 電阻值而產生之電壓。 因此，由於相位調整電路20包括一相位調整電壓輸入電 路24、一 U相位處理電路25、一 V相位處理電路26、一 W相 位處理電路27、一 DC位準校正電路28及一電壓轉換電路 29 ’比率α係根據相位調整電壓VDEG+與VDEG—調整，因 此’一藉由自W相位非反轉訊號W+之反轉訊號（意即，w·) 減去乘以比率α之U相位非反轉訊號U+之反轉訊號（意即， U')所獲得之訊號係作為U相位非反轉訊號AIT來輸出，一 藉由自ϋ相位非反轉訊號U+之反轉訊號（意即，ir)減去乘 99737.do, -23- 1342663 以比率α之v相位非反轉訊號v+之反轉訊號（意即，ν·)所獲 得之訊號係作為V相位非反轉訊號AV+來輸出’且一藉由 自V相位非反轉訊號V+之反轉訊號（意即，V )減去乘以比 率α之W相位非反轉訊號W+之反轉訊號（意即’ W·)所獲得 之訊號係作為W相位非反轉訊號AW+來輸出。此外，一藉 由自W相位反轉訊號W—之反轉訊號（意即，W+)減去乘以比 率α之U相位反轉訊號IT之反轉訊號（意即，IT)所獲得之訊 號係作為U相位反轉訊號ALT來輸出，一藉由自u相位反轉 訊號U之反轉訊號（意即’ U+)減去乘以比率〇；之V相位反轉 訊號V·之反轉訊號（意即，V+)所獲得之訊號係作為v相位 反轉訊號AV_來輸出，且一藉由自v相位反轉訊號\r之反轉 訊號（意即’ V )減去乘以比率α之w相位反轉訊號w·之反 轉訊號（意即，W+)所獲得之訊號係作為w相位反轉訊號 AW·來輸出。

本發明並非限於上述較佳實施例。於下列專利申請範圍 之粑疇内可能做出各種設計修改。例如，較佳實施例中所 述之相位調整電路20較佳地為其中輸入用於相位調整之三 相差分訊號及差分電壓、此等三個相位係經調整，且輸出 三相差分訊號AU+、AU·、Av+、Av·、AWjAw.之電路。 、而亦可此有僅輸出三相非反轉訊號AU+、AV+及AW+ 之電路。在此種狀況下，與八 、至刀Λ 5虎之輸出相比較，在由 隨後的電路（意即，自動 s皿控制電路13及其類似物）所處 理之正弦波之精確性上 ± 此存在下降，此係歸因於此等電 路之輸入偏移。然而， 袖小相位調整電路20之電路尺 99737.doc -24. 1342663 度。此外，DC位準校正電路28係經排列以簡化自動增益 控制電路1 3之輸入級之構造。然而，藉由於自動增益控制 電路13之輸入級内安裝類似電路或經由具有大容量之麵合 電谷器安裝具有AC輸入之電路，亦可省略相位調整電路 20之DC位準校正電路28。此外，藉由於自動增益控制電 路1 3之輸入級内安裝類似電路或安裝直接於自動增益控制 電路13之後輸入電流之電路，可省略電壓轉換電路29。 此外，由上述相對簡單之電路可實現上述相位調整電路 20之操作原理。然而，可由複雜之電路實現另一操作原 理，例如，亦可使用其中對U相位非反轉訊號矿及乂相位 非反轉訊號v+進行計算而產生之輸出訊號AU+的電路。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明之一較佳實施例之馬達裝置的全面結 構圖。 圖2為展示^中所展示之本發明之較佳實施例之相位調 整電路的操作原理圖。 圖為圖1中所展不之本發明之較佳實施例之相位調整電 路的電路圖。 圖4為習知馬達裝置之全 【主要元件符號說明】 1 2 3 1〇， 11， 12 面結構圖。 馬達裝置 馬達驅動控制電路 動力驅動器 旋轉位置訊號放大器 99737.doc •25- 131342663 14, 15，16 17 18 20 21 22

24 25 26 27 28 29

30, 31 32, 33 34 35, 36 37 40u，41u，4〇v，41v，40w，41w 42u，43u，42v, 43v，42w，43w 自動增益控制電路 PWM輸出比較器 三角波產生器 扭矩控制電路 相位調整電路 脈衝串產生電路 頻率-電壓轉換電路 相位調整電壓輸入電 U相位處理電路 V相位處理電路 w相位處理電路 DC位準校正電路 電壓轉換電路 NPN型電晶體 恆定電流源 電阻器 PNP型電晶體 NPN型電晶體 NPN型電晶體 恆定電流源 44u, 44v, 44w 電阻器 45u} 46u, 47u, 48u, 50u, 51u, PNP型電晶體 45v, 46v, 47v, 48v, 50v, 51v, 45w, 46w, 47w, 48w, 50w, 51w 99737.doc -26- 1342663

52u, 53u, 52v, 53v, 52w, 53w NPN型電晶體 55u, 56u, 57u, 58u, 60u, 61u, PNP型電晶體 55v, 56v, 57v, 58v, 60v, 61v, 55w, 56w, 57w, 58w, 60w, 61w 62u, 63u, 62v, 63v, 62w, 63w NPN型電晶體 70 恆定電流源 71，72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, PNP型電晶體 79, 81， 82 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89 NPN型電晶體 90, 91, 92, 93, 94, 95 電阻器 101 馬達裝置 102 馬達驅動控制電路 103 動力驅動器 110, 111, 112 旋轉位置訊號放大器 113 自動增益控制電路 114, 115, 116 pWM輸出比較器 117 三角波產生器 118 扭矩控制電路 HU，HV及 HW 旋轉位置偵測組件 LU，LV及 LW 電樞線圈 U+，U·，V+，V·，W+, W·，AU+， 正弦波訊號 AIT，AV +，AV-，AW+，AW· HU + , HU', HV+, HV', HW+, HW 旋轉位置訊號 AU+, AU', AV+, AV', AW+, AW' 輪出端子 99737.doc -27- 1342663

Uhl, Vhl, Whl 訊號 VDEG+, VDEG' 相位調整電壓 Vdeg 非反轉電壓 Vdeg' 反轉電壓 la 電流值 V cc 電源 V ref 參考電壓 TORQUE 扭矩控制電壓

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Claims (1)

1. 、申請專利範圍： -種相位調整電路’其輸入具有第一相位 笛- y 弟—相位及 第二相位之正弦波訊號，其中該個別第―、第 相位之間之相位差為120。，且其以相位 — 兮笙τ π + 乂相位凋整電壓來調整 "專正弦波訊號之該等相位，且輸出具有該第— :位及第二相位之正弦波訊號’其中一藉由將具有节第 2 =輸入正弦波訊號與乘以-對應於該相位調整 :比率的具有該第二相位或第三相位的該輸入正弦 波Λ號進行計算所獲得之訊號係作為該第一、第二及第 三相位之—相位的該正弦波訊號予以輸出卜藉由將具 有該第二相位之該輸入正弦波訊號與乘以該比率的具有 該第三相位或第-相位之該輸入正弦波訊號進行計算所 獲得之訊號係作為該第一、第二及第三相位之一相：的 該正弦波訊號予以輪出；且一藉由將具有該第三相位之 該輸入正弦波訊號與乘以該比率的具有該第_相位或第 二相位之該輸人正弦波訊號進行計算所獲得之訊號係作 為該第-、第二及第三相位之一相位的該正弦波訊號予 以輸出。 2. 如請求項1之相位調整電路，其令該相位調整電路將一 藉由自具有該第-相位之該輸入正弦波訊號的反轉訊號 減去一乘以該比率的具有該第二相位之該輸入正弦波訊 號的反轉訊號所獲得的訊號作為該第二相位之該正弦波 訊號予以輸出；將一藉由自具有該第二相位之該輸入正 弦波訊號的反轉訊號減去一乘以該比率的具有該第三相 99737.doc 1342663 位之該輸入正弦波訊號的反轉訊號所獲得的訊號作為該 第三相位之該正弦波訊號予以輸出；且將一藉由自具有 该第三相位之該輸入正弦波訊號的反轉訊號減去一乘以 該比率的具有該第一相位之該輸入正弦波訊號的反轉訊 號所獲得的訊號作為該第一相位之該正弦波訊號予以輸 出。 3.如請求項1或2之相位調整電路’其中該相位調整電路輪 出下列訊號：一藉由將對應於具有該第一相位之該輸入 正弦波訊號的反轉訊號的第一電流、在相反方向上流動 且對應於一乘以該比率之具有該第二相位之該輸入正弦 波§fl號的反轉號的第·一電流、及校正該第一電流之DC 位準與該第二電流之DC位準中之差的dc電流予以合成 所獲得的第一訊號’作為該第二相位之該正弦波訊號予 以輸出；一藉由將對應於具有該第二相位之該輸入正弦 波訊號的反轉訊號的第三電流、在相反方向上流動且對 應於乘以該比率之具有該第三相位之該輸入正弦波訊號 的反轉訊號的第四電流、及一校正該第三電流2DC位準 與該第四電流之DC位準中之差的DC電流予以合成所獲 得的第二訊號，作為該第三相位之該正弦波訊號予以輸 出，及一藉由將對應於具有該第三相位之該輸入正弦波 訊號的一反轉訊號的第五電流、在相反方向上流動且對 應於乘以該比率之具有該第—相位之該輸入正弦波訊號 的一反轉訊號的第六電流、及一校正該第五電流之 準與該第六電流之DC位準中之差的DC電流予以合成所 99737.doc 的第二s札號，作為該第一相位之該正弦波訊號予以 輸出。 月夂項1之相位調整電路，其中該相位調整電壓係為 恆定值。 月戈項1之相位調整電路，其中該相位調整電壓係為 可變值。 6.如請求们之相位調整電路，其中具有該第一、第二及 第—相位之該等輸入正弦波訊號之該等相位係被任意前 基於β亥比率判定之相位前移角，其中該相位前移 角係在近似19.1。至近似6〇。之範圍内。 7·如請求項6之相位調整電路，其中若該比率等於〇,則該 相位前移角為約60。，若該比率等於】，則為約3〇。，且若 該比率等於2，則該相位前移角為約19.1。。 8.如請求項6之相位調整電路，其中具有該第一、第二及 第三相位之該等輸入正弦波訊號之振幅係隨該相位前移 角而增加。 9·如請求項8之相位調整電路，其中若該比率等於〇，則續 f振幅中之該增加為1倍，若該比率等於卜則增加為^ 以1，73倍，且若該比率等於2，則增加為近似倍。 1〇.如請求項1之相位調整電路’其包含相位調整電屡輸入 電路、U相位處理電路、V相位處理電路、w相位處理電 路0 H.如請求項10之相位調整電路，其進—步包含dc位準校正 電路及電歷轉換電路。 99737.doc 1342663 12·如請求項]〇之相位言周整電路，其令該相位調整電壓輸入 電路包括複數個ΝΡΝ型電晶體、複數個ρΝρ型電晶體及 至少一電阻器。 】3.如請求項10之相位言周整電路，其中該⑽位處理電路、 該V相位處理電路及該…相位處理電路中之每一電路均 包括複數個ΝΡΝ型電晶體、複數個ΡΝρ型電晶體，及至 少一電阻器。 如請求仙之相位調整電路，其中該叱位準校正電路包 括值定電流源、複數個ΡΝΡ型電晶體及複數個ΝρΝ型電 晶體。 】5‘如請求仙之相位調整電路，其#該電㈣換電路包括 複數個電阻器。 16.如請求項】之相位調整電路，其令該比率係根據該等相 位調整電壓中之至少兩個電壓來調整。 Π. —種馬達驅動控制電路，其係用於馬達者，其包含： 旋轉位置訊號放大器’其輸入且放大U相位、v相位及 W相位之旋轉位置訊號； 如請求項】之相位調整電路，其輸入由該旋轉位置訊 號放大器所輸出的該等U相位、V相位及w相位訊號作為 具有該第-相位、第二相位及第三相位之該等正弦波訊 自動:^ β控制電路，其輸人由該相位調整電 的該糊目位、V相位及w相位訊號，且其增益係心該 馬達之^電枢線圈之該等驅動電流予以反饋控制。 99737.doc 18.1342663 如。月求項1 7之馬達驅動控制電路，其進一步包含： 脈衝串產生電路，其根據該U相位、V相位及w相位之 該等旋轉位置訊號令之至少任—訊號來產生週期性脈衝 串；及 頻率-電壓轉換電路，其 于/脈衝串之頻率轉換成相對 應之電Μ，且將此電愿輸出為該相位調整電壓。 1 9. 一種馬達裝置，其包含··

   路； 控制電路，且係驅 之轉子之位置，且 如請求項17或18之馬達驅動控制電 動力驅動器，其受控於該馬達驅動 動該馬達之該等電樞線圈；及 旋轉位置偵測組件，其偵測該馬達 輸出旋轉位置訊號》

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